种群基因组调查显示 ,与气候相关的遗传变异在物种间广泛存在,但是否足以通过进化适应来保持种群持久性,这一点很少被量化。为了解珊瑚对未来海洋变暖步伐的快速性,研究人员测量了在预测的温暖适应场所的遗传变异,模拟了库克群岛拉罗汤加岛高纬度珊瑚群体的未来演化和持续性。在这个较冷的南方地区,与热耐受性相关的等位基因存在但频率低。拉罗汤加海洋变暖的预测模拟结果显示,在与二氧化碳排放计划RCP2.6和RCP4.5相一致轻度升温的情况下,耐热性的快速演变导致了种群持续性,在更严峻的气候下(RCP6.0和RCP8.5),适应并非迅速到足以防止灭绝(图1)。对于那些基于较少数量的确定耐热性和高的种群增长率的加性基因的模型来讲种群适应力更快(图2)。最后,通过耐热个体移植而加速的迁移(1-5%每年)加快了适应。这些结果表明,冷水珊瑚可以适应较温暖的海洋,但只能在国际排放控制导致的轻微情况下。将基因组数据纳入物种对气候变化反应的模型中是有前途的。
研究人员将重点放在库克群岛拉罗汤加同一物种的高纬度地区,探究这个群体是否拥有先前研究中发现的相同温度适应性等位基因,从而为这个群体适应温度升高提供可能。接着使用耦合环境、进化和物种统计学模拟来预测未来气候变化情景下的生存或消亡。最后,测试了耐热基因型的迁移是否能增加种群持久性的可能性。
研究人员指出这项研究结果是初步的,因为对系统的基因型-表型效应和种群动态的了解还不完善,但制定了一个总体框架,通过这个框架可以回答未来的进化速度问题,并显示这个物种的进化可以大大增加未来的生存。